Hur bestämmer man utväxlingen?
För att bestämma utväxlingsförhållandet för ett växeltåg med två växlar, börja med att identifiera dina växlar. Kugghjulet fäst vid motoraxeln betraktas som det första kugghjulet, eller "drivkugghjulet", och det andra kugghjulet, vars tänder är sammanfogade med drivkugghjulet, anses vara det andra kugghjulet, eller "drivkugghjulet." Räkna antalet tänder på drivväxeln och på den drivna växeln. Dela sedan antalet tänder på den drivna växeln med antalet tänder på drivväxeln för att få utväxlingen. Till exempel, om drivväxeln har 20 tänder och den drivna växeln har 30 tänder, är utväxlingen 1,5. Om du vill lära dig att använda utväxlingen för att beräkna växlarnas hastigheter, fortsätt läsa artikeln!
Dela sedan antalet tänder på den drivna växeln med antalet tänder på drivväxeln för att få utväxlingen.
Inom maskinteknik är ett utväxlingsförhållande ett direkt mått på förhållandet mellan rotationshastigheterna för två eller flera sammankopplade växlar. Som en allmän regel, när man arbetar med två växlar, om drivväxeln (den som direkt mottar rotationskraft från motorn, motorn etc.) är större än den drivna växeln, kommer den senare att vridas snabbare och vice versa. Vi kan uttrycka detta grundläggande koncept med formeln Gear ratio = t2 / t1, där T1 är antalet tänder på den första växeln och T2 är antalet tänder på den andra.
Metod 1 av 2: hitta utväxlingsförhållandet för ett växeltåg
Två växlar
- 1Börja med ett tvåvägs tåg. För att kunna bestämma ett utväxlingsförhållande måste du ha minst två växlar kopplade till varandra - detta kallas ett "växeltåg". Vanligtvis är det första kugghjulet ett "drivhjul" fäst vid motoraxeln och det andra är ett "driven kugghjul" fäst vid lastaxeln. Det kan också finnas valfritt antal växlar mellan dessa två för att överföra kraft från drivväxeln till den drivna växeln: dessa kallas "tomgångsväxlar."
- För nu, låt oss titta på ett växeltåg med bara två växlar i. För att kunna hitta ett utväxlingsförhållande måste dessa kugghjul interagera med varandra - med andra ord måste deras tänder maskas ihop och den ena ska vända på den andra. Låt oss till exempel säga att du har en liten drivväxel (växel 1) som vrider en större driven växel (växel 2).
- 2Räkna antalet tänder på drivväxeln. Ett enkelt sätt att hitta utväxlingsförhållandet mellan två sammankopplade kugghjul är att jämföra antalet tänder (de små pinnliknande utsprången vid hjulets kant) som de båda har. Börja med att bestämma hur många tänder som finns på drivväxeln. Du kan göra detta genom att räkna manuellt eller ibland genom att söka efter denna information märkt på själva redskapet.
- Låt oss till exempel säga att det mindre drivväxeln i vårt system har 20 tänder.
- 3Räkna antalet tänder på den drivna växeln. Därefter bestämmer du hur många tänder som finns på den drivna växeln precis som du gjorde tidigare för drivväxeln.
- Låt oss säga att i vårt exempel har den drivna växeln 30 tänder.
- 4Dela den ena tandenräkningen med den andra. Nu när du vet hur många tänder som finns på varje växel kan du hitta utväxlingsförhållandet relativt enkelt. Dela de drivna kuggkuggarna med kugghjulskuggarna. Beroende på din uppgift kan du skriva ditt svar som decimal, bråk eller i förhållande (dvs. x: y).
- I vårt exempel får vi 30/20 = 1,5 genom att dela de 30 tänderna på den drivna växeln med de 20 tänderna på drivväxeln. Vi kan också skriva detta som 1,5 eller 1,5: 1, etc.
- Vad detta utväxlingsförhållande betyder är att det mindre förarutrustningen måste vridas en och en halv gång för att få det större drivna växeln att göra en komplett sväng. Det är vettigt - eftersom den drivna växeln är större kommer den att svänga långsammare.
Antalet tänder på din drivväxel och på din drivna växel avgör hastigheten på den drivna växeln.
Mer än två växlar
- 1Börja med ett växeltåg på mer än två växlar. Som namnet antyder kan ett "kugghjul" också tillverkas av en lång sekvens av kugghjul - inte bara en enda drivväxel och en enskild driven växel. I dessa fall förblir den första växeln förarväxeln, den sista växeln förblir den drivna växeln, och de i mitten blir "tomgångskugghjul". Dessa används ofta för att ändra rotationsriktningen eller för att ansluta två växlar när direktväxling skulle göra dem otrevliga eller inte tillgängliga.
- Låt oss till exempel säga syften att det tvåväxlade tåget som beskrivs ovan nu drivs av ett litet sju-tandat växel. I det här fallet förblir det 30-kuggade kugghjulet det drivna kugghjulet och det 20-kuggade kugghjulet (som var föraren tidigare) är nu ett tomgångskugghjul.
- 2Dela upp tandenummer på drivenheten och drivna växlar. Det viktiga att komma ihåg när man arbetar med växeltåg med mer än två växlar är att endast föraren och de drivna växlarna (vanligtvis de första och sista) har betydelse. Med andra ord påverkar tomhjulskugghjulen inte utväxlingsförhållandet för det totala tåget alls. När du har identifierat din förarutrustning och din drivna redskap kan du hitta utväxlingen precis som tidigare.
- I vårt exempel skulle vi hitta utväxlingsförhållandet genom att dela de trettio tänderna på den drivna växeln med de sju tänderna hos vår nya förare. 30/7 = cirka 4,3 (eller 4,3: 1, etc.) Detta innebär att förarutrustningen måste svänga cirka 4,3 gånger för att få den mycket större drivna växeln att svänga en gång.
- 3Om så önskas, hitta utväxlingsförhållandena för mellanväxlarna. Du kan också hitta utväxlingsförhållanden som involverar tomhjulsdrev, och du kanske vill i vissa situationer. I dessa fall börja från drivväxeln och arbeta mot lastväxeln. Behandla föregående växel som om det var drivväxeln när det gäller nästa växel. Dela antalet tänder på varje "driven" växel med antalet tänder på "drive" -växeln för varje sammankopplade kugghjul för att beräkna de mellanliggande utväxlingsförhållandena.
- I vårt exempel är mellanväxlarna 20/7 = 2,9 och 30/20 = 1,5. Observera att ingen av dessa är lika med utväxlingen för hela tåget, 4,3.
- Emellertid notera även att (20/7) x (30/20) = 4,3. Generellt kommer de mellanliggande utväxlingsförhållandena för ett växeltåg att multipliceras tillsammans för att motsvara det totala utväxlingsförhållandet.
Till exempel, om drivväxeln har 20 tänder och den drivna växeln har 30 tänder, är utväxlingen 1,5.
Metod 2 av 2: göra beräkningar av förhållande / hastighet
- 1Hitta din drivväxels rotationshastighet. Med hjälp av tanken på utväxlingar är det lätt att räkna ut hur snabbt en driven växel roterar baserat på drivhjulets "ingångshastighet". För att börja, hitta rotationshastigheten för din drivväxel. I de flesta växelberäkningar ges detta i varv per minut (varv / min), även om andra hastighetsenheter också fungerar.
- Låt oss till exempel säga att i exemplet växeltåg ovan med en sju-tandad drivväxel och en 30-tandad driven växel, roterar växeln med 130 rpm. Med denna information hittar vi hastigheten på den drivna växeln i de närmaste stegen.
- 2Anslut din information till formeln s1 × t1 = s2 × t2. I denna formel hänvisar S1 till drivhjulets rotationshastighet, T1 avser tänderna i drivväxeln och S2 och T2 till det drivna växelns hastighet och tänder. Fyll i variablerna tills du bara har en odefinierad kvar.
- Ofta, i dessa typer av problem, kommer du att lösa för S2, men det är helt möjligt att lösa för någon av variablerna. I vårt exempel, koppla in den information vi har, får vi detta:
- 130 rpm × 7 = s2 × 30
- 3Lösa. Att hitta din återstående variabel är en fråga om grundläggande algebra. Förenkla bara resten av ekvationen och isolera variabeln på ena sidan av likhetstecknet så får du svaret. Glöm inte att märka den med rätt enheter - du kan förlora poäng för detta i skolarbete.
- I vårt exempel kan vi lösa så här:
- 130 varv / min × 7 = S2 × 30
- 910 = S2 × 30
- 910/30 = S2
- 30,33 rpm = S2
- Med andra ord, om drivväxeln snurrar med 130 rpm, kommer den drivna växeln att snurra vid 30,33 rpm. Det är vettigt - eftersom den drivna växeln är mycket större kommer den att snurra mycket långsammare.
Kugghjulet fäst vid motoraxeln betraktas som det första kugghjulet, eller "drivkugghjulet", och det andra kugghjulet, vars tänder är i ingrepp med drivkugghjulet, anses vara det andra kugghjulet, eller "drivkugghjulet."
- Kraften som behövs för att driva lasten styrs upp eller ner från motorn av utväxlingsförhållandet. Motorn måste vara dimensionerad för att ge den kraft som behövs av lasten efter att utväxlingen har beaktats. Ett utrustat system (där lastvarvtalet är större än motorvarvtalet) kräver en motor som levererar optimal effekt vid lägre rotationshastigheter.
- För att se principerna för utväxlingsförhållandet i aktion, ta en tur på din cykel! Lägg märke till att det är lättast att gå uppför backar när du har en liten redskap framför och en stor bak. Även om det är lättare att vrida på den mindre växeln med hävstången från dina pedaler, tar det många varv för att få ditt bakhjul att rotera jämfört med de växelinställningar du skulle använda för plana sektioner, vilket gör att du går långsammare.
- Ett nedväxlat system (där lastvarvtalet är mindre än motorvarvtalet) kräver en motor som ger optimal effekt vid högre varvtal.
Frågor och svar
- Hur beror växelns hastighet på växlarnas radie?För att två kugghjul ska köra / ingripa mot varandra måste de ha samma tandkonstruktion / stigning. Så ett kugghjul med 80 tänder jämfört med ett kompatibelt kugghjul med 100 tänder bör ha 80% av diametern.
- Hur bestämmer jag hastighetsförhållandet mellan två växlar med tanke på varvtalet för varje?Dela bara de två siffrorna på samma sätt som om du hade antalet tänder i varje växel.
- Hur bestämmer jag min utväxling i min växellåda?Om du inte kan se växlarna kan du markera axeln och startpunkten på växellådan och räkna antalet gånger den roterar när du snurrar den andra axeln en hel rotation.
- Hur är utväxlingsförhållandet relaterat till ett växeltåg?Antalet tänder på din drivväxel och på din drivna växel avgör hastigheten på den drivna växeln.
- Vad är sambandet mellan lpm och rpm?Liter per minut = lpm (i form av vätska). Rotationer per minut = rpm (uttryckt i massiva delar).
- Vad bryter vridmomentet?Brytmoment är det faktiska vridmomentet som tillämpas efter att alla motoreffektiviteter (friktionsmoment) har tagits bort från vridmomentet som motorn beräknas producera (angivet vridmoment).
- Kan vi sätta ihop ett kugghjul med 200 tänder med ett 15-kugghjul? Vilken påverkan har utväxlingsförhållandet?Ja. För varje 1 varv / min av det 200-kuggade kugghjulet gör 15-kugghjulet 13,33 rpm.
- Om ett 38-tandigt kugghjul som körs vid 360 rpm kör ett annat kugghjul vid 144 rpm, vilket är antalet tänder på den drivna växeln?T1 * S1 = S2 * T2 där, T1 = antal tänder på förarväxeln, S1 = vinkelhastighet på förarväxeln, T2 = antal tänder på den drivna växeln och S2 = vinkelhastighet på den drivna växeln. 38 tänder * 360 rpm = T2 * 144 rpm. T2 = 95 tänder på den drivna växeln.
- Vad är uppväxling och nedväxling?Gear up är när du kör en mindre växel med en större växel vilket skapar ett snabbare varvtal vid utgången men mindre vridmoment. Gear down är att köra en större växel med en mindre växel vilket skapar ett långsammare varvtal vid utgången men mer vridmoment.
- Om hjulen snurrar vid 500 varv / min, vad skulle utväxlingen vara?För att kunna svara på den här frågan måste vi känna drivaxelns varvtal. När du väl vet det är det väldigt enkelt matematik att bestämma förhållandet.
Obesvarade frågor
- Hur beräknar jag fordonets högsta hastighet?
- Vad är det bästa sättet att välja antalet kugghjul och växeltänder när man börjar med utväxling?
- Hur hittar jag kugghjulet om jag känner till mängden tänder på komponenten?
- Vad är u i en växellåda?
- Vilka är förhållandena mellan hastighet, vridmoment, hjulstorlek och varvtal?
Kommentarer (30)
- Ny lärare, 30 år i branschen. Försöker lista hur jag kan översätta mina kunskaper till något som elever kan förstå.
- Att hitta ett utväxlingsförhållande på ett växeltåg var oerhört hjälpsamt. Det förklarar hur man gör det enkelt. Tack!
- Artikeln är idealisk för en läsare som inte har någon maskinteknisk bakgrund. Illustrationen är väldigt enkel och förståelig, både när det gäller två växlar och mer än två växlar.
- Detta visar mig kunskapen som krävs för tekniska överföringar, och se till att förhållandena för varvtal kan växlas av växlarna, för allt som en transmission gör är att göra en konsekvent eller accelererande hastighet kunna producera varvtalet medan du sänker varvtalet, och vice versa för bromsning och stopp.
- Bra artikel. Min åttaåring förstod det utan problem.
- Stor illustration med en enkel formel. Nu vet jag hur man beräknar varvtal och förhållanden i växlar. Tack!
- Behövs info för studier. Jag förstår perfekt nu. Tack.
- Lätt att följa förklaringar med bra diagram för att betona förklaringarna.
- Utmärkt inställning. Detta tillvägagångssätt är utmärkt. Så detaljerad, så grundläggande, så lätt att förstå. Utmärkt arbete, fortsätt. Jag skulle vilja få all information för att lära mig och sprida kunskapen till andra också. Detta är vårt kollektiva ansvar. Tack.
- Detta ämne hjälpte mig verkligen att förstå om utväxlingen. Normalt är alla artiklar i guiden bra och enkla att förstå. Bra jobbat, team.
- Jag har en LeBlond-svarv från 1927. Vagnen svänger hårt eftersom den är så stor (64 cm svarv), så jag gjorde 3 växlar för att ändra förhållandet så att jag kan vrida det lättare. Jag använder samma handtag, flyttade det bara lite.
- Det hjälper oss på ett enkelt sätt att förstå konceptet tydligt. Jag är mycket tacksam för den här webbplatsen.
- Bilderna ger en tydlig uppfattning och dess förklaringar är enkla att förstå.
- Jag är nu i princip medveten om hur vridmomentet fungerar i de flesta hjulfordon.
- Jag har flera släpvagnar med drivväxlar av samma storlek och drivna växlar av samma storlek. Jag har en släpvagn som har en annan storlek driven drivväxel. Jag behövde den trailern för att köra i samma hastighet som de andra. Du hjälpte mig att ta reda på vilken storlek drivväxel jag behövde.
- Visste inte riktigt vad jag behövde veta för att ta reda på några utväxlingsförhållanden som jag skulle behöva för de hastigheter (RPM) som jag letade efter på ingången (Driver) och output (Driven). Efter att ha tittat på detta var det så enkelt att göra. Tack för din info.
- Det ger en fullständig förståelse av utväxlingskoncept för en nybörjare inom teknik.
- Jag lär unga lärlingar allt om växeltåg och hur man beräknar växelkvoter. Detta var mycket tydligt.
- Allt hjälpte mig att räkna ut vilken utrustning jag behövde för en klocka.
- Jag använde den här instruktionen för att designa en växellåda för en elmotorväxellåda.
- Idag är mitt maskindesignpapper och jag var lite förvirrad. Denna artikel hjälpte mig att enkelt undestand utväxla.
- Ämnet är mycket tydligt, eftersom det förklaras med exempel och det är mycket användbart för nybörjare.
- Jag är för närvarande i skolan för mina flygplans- och kraftverkstillstånd, och detta hjälpte mig att få förtroendearbetet utan att oroa mig för att jag gjorde ett enkelt misstag. Jag har reparerat bilar under större delen av mitt liv, och jag har aldrig fått det lätt förklarat. Tack för att du gav mig formeln och visade mig ordningen på operationerna att lösa!
- Exemplen gav mig en bra intuition att beräkna problem som detta.
- Som maskiningenjör är det viktigt att känna till det grundläggande begreppet utväxlingsförhållanden. Denna artikel hjälper.
- Det är bara fantastiskt. Det berättar från grundläggande till högre, det är det bästa.
- Innan detta visste jag inte hur jag skulle få ett utväxlingsförhållande, nu får jag det. Tack.
- Den här artikeln var väldigt hjälpsam! Jag fick all information jag behövde utan att behöva läsa allt.
- Jag behövde veta om jag kunde byta en motordriven pump till en vev. Den här artikeln gjorde det möjligt för mig att förstå hur mycket reduktion som krävs för att göra det och om det till och med var praktiskt.
- Jag lär mig nya saker varje dag, och allt i artikeln hjälpte mig.
